基于轨迹规划理论的塔式起重机消摆控制器设计文献综述

 2023-04-14 11:25:59

文献综述

一、选题的背景及意义 起重机械,是指用于垂直起重或与水平移动的重物相结合的垂直起重的机电设备。

根据国家质量监督检验检疫总局发布的《特种设备目录》,起重机分为:桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、流动式起重机、门座式起重机、升降机、缆索起重机、桅杆起重机、机械停车设备;起重机的任务是将机械设备或其他货物从初始位置运输到指定的目标位置。

多数起重机械在吊具取料之后即开始垂直或垂直兼有水平的工作行程,到达目标位置以后卸载,即完成一次工作任务。

虽然大多数起重机具有结构庞大、工作环境复杂、需要多人协作、潜在事故危险因素多等特点,且多为欠驱动系统,但具有承载能力强、能耗低等优点,起重机已广泛应用于室内外工矿企业、现代港口、钢铁化工、铁路枢纽、建筑工地和旅游景点等多种场合。

在塔式起重机系统的许多控制问题中,小车的定位、抑制和消除货物的摆动是最基本的两项任务。

在实际应用中,一方面要求小车快速、准确地到达目标位置;另一方面,负载摆动必须尽可能得小,以避免与周围其他物体或人员发生碰撞。

此外,在小车到达目标位置并停止移动后,要求负载无残余摆动,以便能够在不影响起重机系统效率的情况下实现快速落吊。

本项目正是在这样的背景下,针对塔式起重机在运行过程中以及停止后出现的负载摆动问题,重点研究其消摆控制策略,抑制并消除该摆动现象。

二、国内外起重机消摆研究现状 1.国内起重机消摆研究现状 中北大学的刘岩松[1]提出基于高斯伪谱法的双摆桥式起重机消摆策略分析深入分析了影响吊具与负载摆动 的控制因素,通过系统运动状态运用拉格朗日方程建立了双摆桥起动力学模型和最优控制模型,依靠相同运动曲线的输入验 证了模型的有效性; 将原最优控制问题转换为高斯伪谱形式,采用高斯伪谱法直接对建立的模型进行分析并在有限时间内获 得最优解 集美大学的廖建树[2]针对起重机消摆建立的吊钩消摆控制硬件和软件系统能实时反映吊钩摆动角度的变化,且基于吊钩面外角的时间延迟反馈控制器的消摆效果优于经典 PID 控制器。

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